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文檔簡介
Chapter3
TrafficEngineeringSchoolofComputer張滬寅1流量工程第1頁Introduction
流量工程在城鎮(zhèn)規(guī)劃和道路安全已很熟悉
車流量、交叉路口、急轉(zhuǎn)向、道路寬度、最優(yōu)速度限制、協(xié)調(diào)紅綠燈、優(yōu)先部分車輛
包交換網(wǎng)絡(luò)
數(shù)據(jù)包->車,鏈路->公路交換機和路由器->交叉路口2流量工程第2頁
3.1IP流量
互聯(lián)網(wǎng)是一個節(jié)點集和鏈路集,目標(biāo)是將IP數(shù)據(jù)包從源端發(fā)送至目標(biāo)端。
在一個未使用網(wǎng)絡(luò)中,SPF路由是一個理想方法。伴隨網(wǎng)絡(luò)流量增加,鏈路或路由器有可能無法處理它接收全部流量。
優(yōu)先級流量處理量化、測量服務(wù)要求擁塞控制機制和速率調(diào)整
在SPF路由系統(tǒng)中,上述是提升傳輸可靠性很好方法,而且不會增加網(wǎng)絡(luò)所需處理總流量。
3流量工程第3頁
3.1IP流量最短路徑優(yōu)先可能會造成鏈路和節(jié)點擁塞
4流量工程第4頁
3.1IP流量
流量工程是用于發(fā)覺網(wǎng)絡(luò)中存在哪些可用路徑和鏈路,依據(jù)流量情況,控制流量路由到最短路徑之外其它路徑上,優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)資源使用。IGP路由協(xié)議擴充流量監(jiān)控工具路由技術(shù)5流量工程第5頁
3.2等價多路徑(ECMP)
當(dāng)路由協(xié)議發(fā)覺它有兩個一樣短路徑時,將隨意選擇其中一條,其通常選擇第一個被發(fā)覺路徑。(VFGKZ--VFJKZ)
等價多路徑路由將提供一個簡單方法經(jīng)過分配流量到其它路徑來共享網(wǎng)絡(luò)負載。復(fù)雜系統(tǒng)可能會考查網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和路由路徑負載進行調(diào)整(G擁塞,選擇J)找到等價替換路徑(F已知到路由器G擁塞)替換路徑?jīng)Q議可能是十分困難(G和K之間鏈路擁塞)6流量工程第6頁
3.2等價多路徑(ECMP)
路由器F能夠用等價路徑流量負載平衡(跨兩條路徑)在兩條路徑之間交替?zhèn)鬏敂?shù)據(jù)包
用統(tǒng)計技術(shù)選擇數(shù)據(jù)包傳輸路徑
問題可能將一個數(shù)據(jù)流分割到兩條路徑中造成數(shù)據(jù)無序抵達,應(yīng)用程序無法實現(xiàn)
7流量工程第7頁
3.2等價多路徑(ECMP)
ECMP通常只適合用于整個流或流集合,流可能含有:
目標(biāo)地址
源地址
傳輸端口
有效載荷協(xié)議
DiffServ類型例:VFGKZ,WHFJKZ(對路由器F有2條選擇)
ECMP是由網(wǎng)絡(luò)中路由器(F)來決議
網(wǎng)絡(luò)流量管理系統(tǒng)來控制
不是開放選擇8流量工程第8頁
3.3調(diào)整路徑成本調(diào)整鏈路開銷能夠促進網(wǎng)絡(luò)中負載平衡
=7=2->6=2=109流量工程第9頁分析圖中調(diào)整鏈路開銷b為7情況
主機U到主機X流量->路由器ABCDE(總開銷為6)主機W到主機Z流量->路由器HFJK(總開銷為5)主機V到主機Y流量->路由器FJKG(總開銷為5)分析調(diào)整鏈路開銷a=2,c=2,d=10主機U到主機X流量->路由器ABCDE(總開銷為6)主機W到主機Z流量->路由器HFJK(總開銷為5)
主機V到主機Y流量->路由器FG(總開銷為9)
3.3調(diào)整路徑成本10流量工程第10頁對于主機W到主機X流量使更短路徑WHFGEX(開銷12)優(yōu)先于WHFABCDEX(開銷9)->調(diào)整a開銷到6對于主機U到主機X流量路徑UAFGY(開銷15)優(yōu)先于UABCDEGY(開銷8)路徑->怎樣調(diào)整開銷?
3.3調(diào)整路徑成本11流量工程第11頁利用鏈路開銷來管理數(shù)據(jù)流應(yīng)考慮方面:
需要仔細規(guī)劃對網(wǎng)絡(luò)影響也必須被嚴(yán)格監(jiān)控實際使用之前應(yīng)該使用網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃工具進行模擬錯誤配置帶來后果可能帶來更嚴(yán)重擁塞
3.3調(diào)整路徑成本12流量工程第12頁
3.4路由IP流路由器可能為不一樣數(shù)據(jù)流選擇不一樣等價路徑,用來幫助平衡網(wǎng)絡(luò)中負載
確定存在一條更長、開銷更大、未使用路徑更適合用于數(shù)據(jù)流(如:司機利用GPS導(dǎo)航系統(tǒng))源路徑路由-不靈活(不足、強迫主機,太多責(zé)任)中心流量控制站點協(xié)調(diào)進行路徑選擇-不合算(控制站流量較大)遂道-能夠繞過擁塞區(qū)
13流量工程第13頁遂道可能選擇一條非最短路徑承載一個流集合
3.4路由IP流14流量工程第14頁3.5基于服務(wù)路由選擇ECMP路由選擇能夠是基于一些屬性。如數(shù)據(jù)包DiffServ類型源路由和隧道可能經(jīng)過數(shù)據(jù)流檢測以選擇哪一個路由被選擇-怎樣選擇?
15流量工程第15頁主要是選擇路由能力路由要滿足網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)特征需求語音IP流需要一個速率相對穩(wěn)定、可靠鏈路文件服務(wù)器不需要上面特征,不過卻需要高帶寬在網(wǎng)絡(luò)中,不一樣鏈路有不一樣特征最短路徑并不符合特定數(shù)據(jù)流傳輸需求流中數(shù)據(jù)包能夠使用DiffServ標(biāo)識以標(biāo)明它們需求3.5基于服務(wù)路由選擇16流量工程第16頁網(wǎng)絡(luò)中路由器能夠按照服務(wù)需求選擇路由(如:鏈路能力)不一定是經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)最短路徑
問題:約束路由按一樣準(zhǔn)則做出路由決議,不然,可能會造成環(huán)路(假如C選擇最短路徑)3.5基于服務(wù)路由選擇17流量工程第17頁基于服務(wù)路由方法考慮
異構(gòu)路由器
隧道方法
3.5基于服務(wù)路由選擇18流量工程第18頁
3.6選擇離線或動態(tài)流量控制動態(tài)路由決議問題由不一樣路由策略路由器引發(fā)不確定性可能會造成鏈接超載即使相同路由策略,大量流量從過載使用鏈路轉(zhuǎn)移到一個單獨未充分使用鏈路從數(shù)據(jù)源或TE隧道頭->問題不會太嚴(yán)重->有限能力(只適合小型網(wǎng)絡(luò))19流量工程第19頁離線流量控制->是更可控方法
路由交換決定由一個(或幾個)中央服務(wù)器決定
服務(wù)器能夠保持網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)
服務(wù)器可依據(jù)流量負載改變時做出反應(yīng)對全部路由器提供源路由到主機路由器選定隧道信息基于約束路由指令優(yōu)點一個新流量范式被應(yīng)用前,能夠依據(jù)流量情況設(shè)計控制模型,降低重大失誤幾率一個流量堵塞不過可繼續(xù)使用網(wǎng)絡(luò)要比一個完全癱瘓網(wǎng)絡(luò)要好得多
最適合隧道模式
3.6選擇離線或動態(tài)流量控制20流量工程第20頁3.7發(fā)覺網(wǎng)絡(luò)利用率
網(wǎng)絡(luò)資源利用率是衡量流量控制成功標(biāo)志能夠使用SNMP,每一個路由器能夠從管理信息庫(MIB)統(tǒng)計數(shù)據(jù)來衡量
數(shù)據(jù)報數(shù)目每一個路由器接口發(fā)送和接收字節(jié)數(shù)堵塞而丟棄數(shù)據(jù)包數(shù)量
定時輪詢每個路由器并將返回信息轉(zhuǎn)換成一個視圖
21流量工程第21頁
這種技術(shù)對判斷鏈途經(jīng)載或者空載有不錯效果
不能幫助確定哪些數(shù)據(jù)流需要重新分配來減緩擁塞
適合絕正確流量負載衡量標(biāo)準(zhǔn)
能夠用工具來幫助分析IP網(wǎng)絡(luò)流量判斷鏈路和路由器使用情況,方便預(yù)留提供計算和統(tǒng)計流量信息NetFlowsFlowNTOP(NetworkTOP)3.7發(fā)覺網(wǎng)絡(luò)利用率22流量工程第22頁NTOP功效
自動從網(wǎng)絡(luò)中識別有用信息;
將截獲數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)換成易于識別格式;
對網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中通信失敗進行分析;
探測網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下通信瓶頸;
統(tǒng)計網(wǎng)絡(luò)通信時間和過程;
自動識別客戶端正在使用操作系統(tǒng);
能夠在命令行和Web兩種方式下運行。3.7發(fā)覺網(wǎng)絡(luò)利用率23流量工程第23頁
3.8流量工程路由擴展
成功流量工程有一個要求:
TE決議應(yīng)用程序必須有一個拓撲結(jié)構(gòu)和內(nèi)網(wǎng)鏈接功效明確視圖
對于小型靜態(tài)網(wǎng)絡(luò),信息能夠配置在TE服務(wù)器上
不符合分布式TE系統(tǒng)需要
不能應(yīng)對巨大動態(tài)網(wǎng)絡(luò)
對于大型動態(tài)網(wǎng)絡(luò),采取分布式TE系統(tǒng)
24流量工程第24頁
擴展現(xiàn)有IGP目標(biāo)在于傳遞網(wǎng)絡(luò)中附加路由拓撲信息OSPF中進行洪泛時增加鏈接支持總帶寬
能夠區(qū)分鏈路未充分使用或者是擁擠增加帶寬上余額,能夠確定預(yù)留帶寬方式
支持流量工程IS-IS(IntermediateSystemtoIntermediateSystem)
3.8流量工程路由擴展25流量工程第25頁1.OSPF-TE
OSPF包含不透明鏈路狀態(tài)通告(LSAs)不需要知道路徑計算和檢驗,只需要存放和轉(zhuǎn)發(fā)每個LSA描述局部路由信息,合起來組成全網(wǎng)數(shù)據(jù)庫
允許路由器在網(wǎng)絡(luò)上以互操作方式共享私人或?qū)S行畔?/p>
將TE信息添加到OSPF,使TE感知路由器能夠分發(fā)而且對TE信息采取與舊路由合作方式
OpaqueLSA中信息能夠被OSPF直接使用,也能夠被其它想公布信息應(yīng)用間接使用
利用鏈路狀態(tài)庫分發(fā)機制在整個拓撲內(nèi)傳輸信息。不一樣類型OpaqueLSA分發(fā)范圍不一樣
3.8流量工程路由擴展26流量工程第26頁TELSA中使用OSPFOpaqueLSA標(biāo)準(zhǔn)頭部格式
3.8流量工程路由擴展27流量工程第27頁
OpaqueLSA格式:OSPF中對鏈路狀態(tài)信息描述都是封裝在LSA中公布出去LSAage:用來標(biāo)識LS產(chǎn)生時間Options,用來描述支持路由域LSAtype:鏈路類型僅在當(dāng)?shù)劓溌贩秶M行泛洪,值為9
當(dāng)?shù)赜蛴蚍秶M行泛洪,值為10
一個自治系統(tǒng)范圍進行泛洪,值為11
LSAIDType:這個字段標(biāo)識被描述網(wǎng)絡(luò)環(huán)境一部分,LinkStateID內(nèi)容取決于LSA類型LSA實例標(biāo)識符AdvertisingRouter:指始發(fā)此LSA路由器RouterIDLSsequencenumber:用于識別LSA包是否是一個最新包LSchecksum:用來檢驗LSA完整性,包含除了LSage之外LSA頭部內(nèi)容Length:LSA長度,用bytes表示
3.8流量工程路由擴展28流量工程第28頁
TELSA中TLVs標(biāo)準(zhǔn)格式
類型-長度-變量(TLV)
3.8流量工程路由擴展29流量工程第29頁2.IS-ISTE
IS-IS鏈路狀態(tài)協(xié)議數(shù)據(jù)單元(LSPs)是由一系列TLV組成
IS-ISTE中新增了兩個TLV
ExtendedISReachabilityTLV(Tpye22)TrafficEngineeringRouterIDTLV(Tpye134)
3.8流量工程路由擴展30流量工程第30頁擴展鄰接IS-IS路由器可達性信息TLV格式
SystemIdandPseudonodeNumber:系統(tǒng)標(biāo)識和偽節(jié)點標(biāo)識符
3.8流量工程路由擴展31流量工程第31頁
ExtendedISreachabilityTLV已經(jīng)定義subTLV名稱類型長度(Byte)值A(chǔ)dministrativeGroup34管理組IPv4InterfaceAddress64本端IPv4接口地址IPv4NeighbourAddress84鄰居IPv4接口地址MaximumLinkBandwidth94最大鏈路帶寬MaximumReservedLinkBandwidth104最大預(yù)留鏈路帶寬UnreservedBandwidth1132未預(yù)留帶寬TrafficEngineeringDefaultMetric183流量工程缺省開銷值BandwidthConstraintssub-TL
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